ICS 77.010 CCS H07 YB 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T XXXXXXXX 转炉生产智能控制系统技术要求 Technical requirements for intelligent control system of converter production （报批稿） 202X -XX-XX 发布 202X-XX-XX实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T XXXX—XXXX 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本文件起草单位：山东钢铁股份有限公司、首钢股份公司迁安钢铁公司、北京金恒博远科技股份有 限公司、联通雄安产业互联网有限公司、中冶治赛迪信息技术（重庆）有限公司、莱芜钢铁集团银山型钢 有限公司、福建大东海实业集团有限公司、上海宝信软件股份有限公司、首钢京唐钢铁联合有限责任公 司、治金工业信息标准研究院、方同舟控股有限公司。 本文件主要起草人：张学民、赵晓东、彭尊、赵晶晶、周伟、高山、徐珂、余仁力、王中学、刘珍 徐肖伟、周平、何春来、方文、袁淑君、李长新、黄君、刘风刚、魏感连、江洪广、袁明华、高志 单、 滨、闫占辉、危尚好、张志杰、王毅、程昭阳。 I YB/TXXXX—XXXX 转炉生产智能控制系统技术要求 1范围 本文件规定了转炉生产智能控制系统的总则、设备要求，以及数据层、模型层、智能控制层、人机 交互等技术要求。 本文件适用于钢铁企业转炉生产工序智能控制系统的设计和开发， 规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用 于本文件。 GB/T36324信息安全技术工业控制系统信息安全分级规范 GB/T38637.2物联网感知控制设备接入第2部分：数据管理要求 GB50439炼钢工艺设计规范 3术语和定义 GB50439界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 转炉生产智能控制系统intelligentcontrolsystemofconverterproduction 在转炉生产过程中，采用大数据、人工智能等新一代信息技术，通过建立静态控制模型、动态控制 模型，实现转炉原料加入、吹炼、出钢、合金化、溅渣等生产过程智能控制的系统。 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning） LIMS：实验室信息管理系统（LaboratoryInformationManagementSystem） MES：制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem） PCS：过程控制系统(ProcessControlSystem) PLC：可编程序控制器（ProgrammableLogicController） TSC：测温、取样、定碳探头（TemperatureSamplingCarbon） TSO：测温、取样、定氧探头（TemperatureSamplingOxygen） 5总则 5.1基本要求 YB/T XXXX—XXXX 5.1.1转炉车间的工程设计、建设及其基础自动化、过程控制、信息化应满足GB50439的有关规定。 5.1.2系统应具备与执行设备、检测设备，以及其他企业内部系统进行数据通讯的能力。设备网络接 口应支持多种互联协议及物联网协议。其他系统包括但不限于PLC、LIMS、MES和ERP等系统。 5.1.3系统应提供人机交互界面，并具有良好的操控性和信息交互性。应对冶炼过程和相关数据进行 可视化。 5.1.4系统应具备可扩展性与可维护性，应采用模块化设计并提供对外接口。 5.1.5 工控网络安全应符合GB/T36324的有关规定。系统应具有检测工控安全系统异常、安全事件的 功能，具备应急响应的执行和维护等方面的安全保护能力。 5. 2 系统架构 转炉生产智能控制系统包括设备层、数据层、模型层、智能控制层。设备层感知的设备数据、检测 数据、工艺数据，进入数据层进行处理和存储，在模型层运算后，经智能控制层形成控制指令，反馈到 设备层执行。转炉生产智能控制系统架构见图1。 原料自动称量加入 自动出期 智能合金化 超芯控制模型 静控制膜型 ↑ 工校同络安全 灰饰控制 数必理 数存站 执行登备 C 检制晚备 轻护本体 敢状料加入系销 供乳系锁 自动系染 弹系统 合金加系统 原欢系统 烟气分新系糖 火拍分折系临 图1转炉生产智能控制系统架构图 5.3控制时序 在转炉生产过程中，应按照时间顺序和工艺步骤，对冶炼准备、原料自动加入、智能冶炼、自动出 钢、智能合金化、自动溅渣各个操作环节进行精确控制，以确保治炼过程顺利进行，达到预定冶炼目标 转炉生产智能控制系统的控制时序见图2。 2 YB/T XXXX—XXXX 物化指标 原科称量 冶炼准备 生产指令下发 冶练参数 原料自动加入 静态控制模型计算 操作方案 异带炉况 静态控制模型推送 智能台练 动态控制模型预测 终点目标 操作参数 自动出钢模型计算 自动出锅 动态控制模型确认 4 操作参数 合金化模型计算 智能合金化 提作参数 自动覆洁模型计算 自动滤清 图2转炉生产智能控制时序示意图 6设备要求 6.1转炉本体倾动、铁水及废钢等原料称量加入、散状料加入、氧枪供氧、底吹供气、烟气除尘、合 金称量加入、出钢挡渣、地面台车运行等应实现PLC自动控制。 6.2转炉本体应配套顶底复吹相关装备，并安装转炉倾动角度测量仪。 6.3转炉配套装置应具备副枪系统或投弹系统，宜至少配备烟气分析、音频化渣、炉口火焰分析等系 统中的一种。 6.4原料供应系统应具备天车、台车实时定位检测功能，应能自动识别铁包包号等信息， 6.5散状料加入系统应满足相应转炉公称容量的称量精度要求，按照种类入仓、分类自动称量，称量 误差宜不高于±3%。 6.6合金加料系统应具备铁合金按种类入仓、分类自动称量功能，称量误差不高于±5%0。 6.7自动出钢系统应实现转炉、钢包车、合金溜槽和挡渣机构的协同控制。 6.8供氧系统的氧枪装备应具有快速更换和安全防坠落功能，并配有标识氧枪升降距离编码器。氧枪 升降误差不高于±20mm。 6.9底吹系统应具有气体（N2、Ar等）切换功能，宜单独控制每块透气元件的供气管路，宜配备用于 吹堵透气元件的压缩空气或氧气。底吹元件应具有良好的透气性。 6.10副枪系统宜满足以下要求： TSC测量精度：[C]含量误差不高于±0.05%，温度误差不高于土15℃； -TSO测量精度：[C]含量误差不高于土0.02%，温度误差不高于土10℃。 6.11投弹系统宜满足以下要求： 测量精度：[C]含量误差不高于土0.02%，温度误差不高于土10℃； 检测周期不高于15秒。 6.12烟气分析系统应至少可分析烟气的CO、CO2含量，分析误差应不高于±1%，分析结果滞后时间 不宜超过15秒。 6.13音频化渣系统的前端音频采集和保护控制部分应安装在靠近炉口位置，并根据现场实况设置喷溅 预警线、返干预警线。 3 YB/TXXXXXXXX 6.14火焰分析系统的炉口火焰成像仪应可观测到炉口部位和炉壳上部分，并能检测到炉口火焰和喷溅 状态。 数据层要求 7. 1 数据采集与处理 7.1.1数据采集的对象包括工艺数据、设备数据、检测数据、控制数据，采集的内容包括但不限于表 1中的内容。 7.1.2数据的采集和处理应符合GB/T38637.2的有关规定。 7. 1. 3 工艺数据宜实时更新；检测数据、设备数据的采集周期宜为秒级。 7.2数据存储 7. 2. 1 对于采集周期为秒级的数据，存储时间不应低于3个月。 7.2.2控制数据、工艺数据和检测数据的存储时间不应低于12个月。 7. 2. 3 模型相关的数据应根据模型需求确定存储时间。 7.2. 4 表1数据采集要求 数据类型 采集对象 炉次号、钢种代码、连铸机去向、班别、钢包状态； 炉龄、枪龄、炉次开始时间； 工艺数据 铁水成分、铁水温度、铁水重量、废钢重量、废钢配比、散状料成分、合金成分、钢水终点成分、 钢水合金化后成分、炉渣成分。 液面高度、氧枪高度，来源于一级信号采集； 白云石瞬时加料量、石灰瞬时加料量、冷料瞬时加料量、化渣剂瞬时加料量、合金瞬时加料量， 来源于一级信号采集； 设备数据 瞬时氧气流量、累计氧气流量、累计吹氧时间、氧气压力，来源于一级信号采集： -底吹气体瞬时流量、摇炉角度、瞬时氮气流量、累计氮气流量、累计吹氮时间、氮气压力，来源 于一级信号采集： 各类设备连锁、报警信息，来源于一级信号采集。 TSC测量钢水C含量、温度，由副枪系统一级信号采集； TSO测量钢水C含量、O含量、温度，由副枪系统一级信号采集； 投弹测量钢水C含量、O含量、温度，由投弹系统一级信号采集； 检测数据 烟气CO、CO2含量，由烟气分析设备一级信号采集： 喷溅预警、返干预警、音频处理值，由音频化渣系统采集： 炉口火焰视频图像、视频喷溅强度值，由炉口火焰分析设备采集， 氧枪升降高度、氧气流量、氮气流量： 底吹流量、底吹气体选择种类 控制数据 石灰加入量、白云石加入量、冷料加入量、合金加入量； 出钢口挡渣输出值、炉下台车运行输出值、摇炉角度； 副枪、下料等设备动作指令 4 YB/T XXXX—XX